Un esperimento che ha coinvolto l’urto di atomi di piombo speciali con particelle ad alta velocità ha rivelato una sorprendente scoperta. Contrariamente alla sfera perfetta che i fisici dell’Università di Surrey si aspettavano di trovare, il cuore dell’isotopo chiamato piombo-208 (208Pb) appare inaspettatamente schiacciato. Questa scoperta suggerisce che i nuclei atomici potrebbero essere più complessi di quanto pensassimo e potrebbe avere implicazioni per la nostra comprensione della formazione degli elementi pesanti.
“Questi risultati indicano una deformazione prolata mediata nel tempo per il sistema,” scrivono i ricercatori nel loro articolo. “Pertanto, anche come pietra angolare del paesaggio nucleare, 208Pb rimane un enigma per le teorie della struttura nucleare.”
Il piombo-208 è un atomo molto speciale. Quando il numero di protoni o neutroni è quello che chiamiamo un numero ‘magico’, quei nucleoni formano un guscio completamente occupato. Un atomo in cui sia i protoni che i neutroni consistono di numeri magici è noto come doppiamente magico; questo è il caso del 208Pb, che ha 82 protoni e 126 neutroni. I nuclei doppiamente magici sono particolarmente stabili contro il decadimento nucleare; 208Pb è l’isotopo stabile più pesante conosciuto di qualsiasi elemento; come tale, è considerato una pietra angolare importante della fisica nucleare e fondamentale per comprendere i nuclei doppiamente magici in generale.
Poiché è così stabile, gli scienziati pensavano che il nucleo dovesse essere perfettamente sferico. Tuttavia, quando hanno utilizzato lo spettrometro gamma GRETINA del Laboratorio Nazionale di Argonne negli Stati Uniti per sondare la sua struttura, non è quello che hanno trovato.
“Siamo stati in grado di combinare quattro misurazioni separate utilizzando l’attrezzatura sperimentale più sensibile al mondo per questo tipo di studio, il che ci ha permesso di fare questa osservazione impegnativa,” afferma Henderson. “Quello che abbiamo visto ci ha sorpreso, dimostrando in modo conclusivo che il piombo-208 non è sferico, come si potrebbe ingenuamente supporre. I risultati sfidano direttamente i risultati dei nostri colleghi nella teoria nucleare, presentando un entusiasmante percorso per la ricerca futura.”
Gli esperimenti hanno coinvolto il bombardamento dei nuclei di 208Pb con particelle accelerate a una velocità sbalorditiva del 10 percento della velocità della luce – circa 30.000 chilometri (19.000 miglia) al secondo. Questo bombardamento eccita stati quantistici nel nucleo; a loro volta, i fisici possono analizzare questi stati quantistici per rivelare la forma del nucleo stesso.
I ricercatori hanno effettuato quattro misurazioni separate dello stato quantistico, combinandole per scoprire la forma leggermente appiattita della sfera al cuore del 208Pb. Ora, non è che nessuno abbia mai guardato al 208Pb prima. È un nucleo atomico che è stato studiato a lungo. Scoprire che la sua forma è diversa da quella che i fisici si aspettavano è un risultato che apre nuove strade per la comprensione della struttura nucleare.
Fonte: Science Alert
